Железобетонные мосты: виды, классификация и область применения

Железобетонный мост — сооружение, прокладываемое через реки, озера, железнодорожные пути, автомобильные дороги и другие препятствия. Современные мосты возводят по технически передовым технологиям с использованием оборудования высокой степени автоматизации.

Виды железобетонных мостов по области применения

По функциональному назначению ЖБ-мосты бывают: 

• Автодорожные. Рассчитаны на перемещение по ним легкового и грузового автомобильного транспорта. Для пешеходов предусмотрены тротуары, ограниченные бортовыми камнями.
• Железнодорожные. Рассчитаны на проезд железнодорожного транспорта.
• Метромосты. Предназначены для прокладки на них линий метро.
• Комбинированные. Служат для перемещения автомобильного и городского электротранспорта. Могут предусматриваться тротуары для пешеходов.
• Декоративные. Такие мосты сооружают в парках, скверах и садах. Они предназначаются для перехода через ручейки и небольшие овраги. Часто украшаются декоративными элементами. 

Классификация железобетонных мостов по способу строительства

По применяемой строительной технологии разделяют монолитные, сборные и комбинированные конструкции. 

Монолитные ЖБ-мосты

Элементы монолитных мостов изготавливаются на месте их эксплуатации путем заливки бетонной смеси в заранее возведенную опалубку, в которую устанавливают арматурные каркасы. Бетонирование осуществляется секционно.

Сборные

В конструкцию сборных железобетонных мостов входят плиты, блоки, сваи, изготовленные в заводских условиях. После их укладки стыки омоноличивают, чтобы обеспечить высокую прочность сооружения. 

Комбинированные

Сборно-монолитные конструкции сооружаются с использованием монолитной и сборной технологий. Чаще всего опоры собирают из блоков заводского изготовления, а пролеты заливают бетонной смесью на месте эксплуатации моста. Разновидность комбинированной — оболочковая технология. В заводских условиях изготавливают тонкостенные оболочки конструктивов, а на месте строительства в них заливают бетонную смесь. 

Конструктивные элементы железобетонных мостов

В конструкцию ЖБ-мостов входят: опоры (опорные сваи), пролеты, элементы обустройства. 

Опоры

Представляют собой вертикально расположенные элементы, имеют сборную или монолитную конструкцию, массивное сечение. Бывают жесткими и плавучими. Жесткие опоры имеют небольшую осадку. Их задача — передать нагрузку от пролетов на фундамент и через него — на основание. Плавучие опоры передают нагрузку на баржи или понтоны. Они отличаются значительной осадкой.

Возведение опор — самый первый и наиболее затратный этап строительства ЖБ-моста. Именно на их сооружение приходится до 50% затрат. Если в качестве жестких опор используются сваи, их забивают с помощью специального оборудования с электрическим или дизельным приводом.

Пролетные строения ЖБ-мостов 

Они бывают следующих типов:

• Балочные (плитные). Это самый простой конструктивный вариант. Его применяют при сооружении небольших конструкций. На опоры укладывают балки, чаще всего Т-образной формы. Каждая балка покрывает только один пролет. Преимущество такого решения — возможность строительства на любых грунтах. Недостаток — большое количество швов. В неразрезном варианте одна балка перекрывает несколько пролетов. Достоинство решения — отсутствие или небольшое количество стыковочных швов. Минус — вероятность деформации базовой поверхности.
• Рамные. В состав рамных железобетонных мостов входят рамы, имеющие Т- или П-образную форму. Вертикальные элементы выполняют функцию опорных столбов, горизонтальные — пролетных сооружений. Плюс конструкции — увеличенное подкрановое пространство. Минус — сложность строительства и большие материальные затраты.
• Со сквозными фермами, сформированными из элементов простой формы. Этот вариант применяется при возведении ЖБ-мостов с большими пролетами.
• Арочные. В качестве опорных конструкций используются арки или своды. Такое конструктивное решение подходит для горных и других местностей, где невозможно устанавливать множество опор.
• Раздвижные. Мосты включают мобильные пролетные секции. Обычно сооружаются в условиях стесненной городской постройки.

Наиболее распространенные схемы пролетных строений ЖБ-мостов

При сооружении автодорожных и комбинированных ЖБ-мостов чаще всего используются следующие схемы пролетных строений:

• Балочно-разрезные. Применяются в малых и средних конструкциях. Самая большая длина пролета — примерно 70 м.
• Балочно-консольные с центральным шарниром. Максимальная длина пролета — почти 150 м.
• Балочно-консольные с подвесными пролетами. Эта система позволяет увеличить длину пролета примерно до 165 м.
• Рамно-консольные с центральным шарниром. Максимальный размер пролета, достигнутый на практике на постсоветском пространстве, — 124 м.
• Рамно-консольные с подвесными пролетами. Наибольшая длина пролета — 148 м.

Материалы, используемые при производстве железобетона

Мостовые конструкции эксплуатируются в сложных условиях при воздействии негативных погодных и других факторов, поэтому для их изготовления применяют бетоны высоких марок и предварительно напряженная арматурная сталь оптимального сечения.

Состав бетонных смесей 

При производстве бетона, предназначенного для сооружения мостовых конструкций, используются: высокоактивный цемент, щебень и песок оптимального гранулометрического состава, очищенная вода. В смеси предусматривают повышенную норму цемента и сниженное водоцементное соотношение. Бетон в отвердевшем виде должен иметь высокие классы прочности, водонепроницаемости, морозостойкости. 

При сооружении небольших сборных мостов из железобетона могут использоваться легкие бетоны. Небольшая масса готовых блоков обеспечивает меньшие финансовые и временные затраты, по сравнению с применением тяжелых бетонов.

Арматурная сталь 

Для изготовления плоских и объемных усиливающих сеток используется арматура с гладкой поверхностью или периодическим профилем. Необходимые характеристики стержней из металла выбираются в зависимости от запланированных нагрузок и климатических условий региона. 

Преимущества сооружения железобетонных мостов 

Возведение ЖБ-мостов обеспечивает ряд серьезных преимуществ, по сравнению с использованием других материалов: 

• Экономическая выгода. Бетон — строительный материал, изготавливаемый из простых и доступных компонентов. Доля металла в ЖБ-конструкции — небольшая.
• Механизация и автоматизация основных производственных процессов — снижает влияние человеческого фактора на конечный результат.
• Прочность и жесткость конструкции, обеспечивающие ее надежность и долговечность.
• Отсутствие необходимости в обновлении антикоррозионного покрытия.
• Возможность создания конструкций любых, даже очень причудливых форм. 

Использование при сооружении ЖБ-мостов качественных элементов заводского изготовления обеспечивает оперативные сроки строительства и высокое качество мостовой конструкции.